JP3587109B2

JP3587109B2 - Image input device

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Publication number: JP3587109B2
Application number: JP34528199A
Authority: JP
Inventors: 哲瀬川; 正人岩川
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-12-04
Filing date: 1999-12-03
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2019-12-03
Also published as: JP2000228714A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、文字や画像を読取りデジタルデータに変換する画像入力装置及び方法に関し、特に、リニアイメージセンサと副走査機構とを有し、リニアイメージセンサに入力されるライン単位の画像をラインと直角方向に走査して文字や画像を読み取る画像入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般的にイメージスキャナー装置と呼ばれるこの種の画像入力装置は、画像入力機構部の撮像素子としてリニアイメージセンサを使用し、副走査機構によって、リニアイメージセンサで得られたライン単位の部分画像をラインと直角方向に順に組み合わせて２次元の原稿画像を入力するのに用いられる。この種の画像入力装置として、例えば、特開昭６２−２９１２５９に示されているように、撮像素子を備えた画像入力機構部がスタンドなどに支持された構成のものがある。この画像入力装置は、原稿画像面と画像入力機構部とが離れており、イメージスキャナ装置のため特別な照明は行わず、原稿面の照明は自然光や通常の天井灯に用いられる蛍光灯による照明により確保している。しかしながら、この照明方式では、画像の取り込み速度を高速にする場合に蛍光灯で生じている時間的な照度変化（フリッカー）など影響を受けて、画像にフリッカー周期に対応した横縞線が生じる現象がおこってしまう。このフリッカー等、照明光量の変化による悪影響を低減させる方法が、特公平１−１９３１１号公報に示されている。
【０００３】
特公平１−１９３１１号公報に記載のものは、原稿の近傍に、基準となる光学濃度の基準反射部を設けた板部材を配置し、一部が原稿からの画像情報を検知し、残りの一部が基準反射部からの照明情報を検知するように複数個の受光部を配列した受光素子が配置されている。この受光素子を配列方向と直角方向に走査し、１ラインの走査中に画像信号と照明信号が切り替わりこれらが交互に出力された画像信号を得る。そして、ピークホールド回路が１ライン走査の初めに存在する第１回目の照度信号のレベルに、後続するラインの照明信号のレベルをそろえるようにＡＧＣ回路を制御することにより、各ラインの画像信号のレベルが補正され、照明の明るさの変化に伴うレベル変化分を除去した画像信号を得ている。
【０００４】
しかしながら、イメージスキャナ用に特別な補助照明を使用しない環境下では、照明光量検出信号及び画像信号における出力電圧が小さく、ノイズによる悪影響を受けやすい。
【０００５】
したがってフリッカーを検出するために信号のサンプルホールドが行われたサンプルホールド出力に、微小な出力信号にオフセット成分が重畳することになる。オフセット成分は、画像信号一方やフリッカー検出信号一方に重畳していると通常単純な除算では消すことができずフリッカーの影響として残存する。
【０００６】
さらに、原稿面を照射する照射光をフリッカー除去信号として検出する方式においては、リニアイメージセンサの光電変換特性の非線形が問題となる。すなわち、リニアイメージセンサは明るさに対する出力信号とが必ずしも直線的に対応しているわけではなく、特に信号が小さい暗い領域においては非線形の特徴が相対的に顕著になる。この非線形を有するリニアイメージセンサの光電変換特性の例を図９に示す。
【０００７】
図９において曲線１００に示した非線形性を有した光電変換特性は、通常の明るさに対しては、リニアイメージセンサは、線形な光電変換特性曲線１０１と仮定されるが、光量が少ない領域では曲線状となり線形特性の原点がずれ、センサ出力電圧が低下している。また光量が０においても電圧が０とならずにノイズによるオフセット成分が重畳された光電変換特性となっている。
【０００８】
ここで、原稿に照射される照明光をリニアイメージセンサに導いてフリッカー成分を検出するものとし、このフリッカー検出光量はＬ１からＬ３の範囲で変動し、それに対して原稿からの反射光量、すなわち画像信号を生成するための光量は、Ｌ２からＬ４の範囲で変動するものとする。このときフリッカー検出光量に対応するセンサ出力電圧は、ほぼ線形特性によって変換されたＶ１からＶ３の範囲で変動するが、Ｌ２からＬ４の範囲においては線形特性の原点のずれの影響が大きいために、Ｖ２とＶ４との比率は、Ｌ２とＬ４との比率と大きく異なる。
【０００９】
したがって、Ｌ１とＬ２との比率と、Ｌ３とＬ４との比率は同じとなる場合であっても、Ｖ１とＶ２との比率は、Ｖ３とＶ４との比率と異なることになってしまう。すなわち、照明光量検出信号と画像信号との間において、明るさに対応した直線的な関係がくずれ、画像信号を除算してもフリッカー成分が除去されない。
【００１０】
本発明は、間接型イメージスキャナーによって画像を取り込む際に、原稿画像面からリニアイメージセンサに取込まれる光が不足し、リニアイメージセンサの光電変換特性の非線形性が顕著となり、また、信号処理系のノイズが問題となる場合にも、天井灯のフリッカー現象に起因する横縞画像の除去を良好に行うことを可能とし、暗い環境における画像の読み込み及び高速な画像の読み込みにおいても読み込み画像の画質の向上を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の画像入力装置は、直線状に配列された複数の受光素子を備え、受光素子上に結像された線状画像の画像信号を出力するリニアイメージセンサと、原稿上の直線状領域の画像を前記リニアイメージセンサの受光素子列上に結像する結像光学系と、前記リニアイメージセンサに結像される前記直線状領域を移動させ、リニアイメージセンサによって原稿の画像全体を走査させる副走査機構と、原稿を照らす照明の光量に応じた電圧を示す照明光量信号を出力する照明光量検出部と、前記照明光量信号及び前記画像信号の少なくともどちらか一方に前記リニアイメージセンサ及び照明光検出部の光電変換特性の非線形性による影響を打ち消す補正電圧を付加する補正電圧付加部と、前記照明光量信号または前記補正電圧を付加された照明光量信号に基づいて前記補正電圧を付加された画像信号または前記画像信号の照明光量の変動による電圧変動を消去する補正部とを有している。
【００１２】
さらに前記補正電圧付加部は、前記照明光量信号に前記リニアイメージセンサ及び照明光検出部の光電変換特性の非線形性による影響を打ち消す第１の電圧を付加する第１の電圧付加回路と、前記画像信号に前記リニアイメージセンサ及び照明光検出部の光電変換特性の非線形性による影響を打ち消す第２の電圧を付加する第２の電圧付加回路とのどちらか一方を有し、前記補正部は、前記照明光量信号又は前記第１の電圧が付加された照明光量信号を分母入力とし、前記第２の電圧が付加された画像信号又は前記画像信号を分子入力として除算を行う除算回路を有している。
【００１３】
本発明によれば、照明光量信号または画像信号にリニアイメージセンサ及び照明光検出部の光電変換特性の非線形性による影響を打ち消す電圧を付加し、照明光量信号又は電圧が付加された照明光量信号を分母入力とし、電圧が付加された画像信号又は前記画像信号を分子入力として除算を行うことにより、原稿からの光が弱く、リニアイメージセンサから十分な電圧の画像信号出力が得られない場合において、ノイズとしてプラス電圧またはマイナス電圧のオフセット電圧がリニアイメージセンサからの画像信号出力に重畳されている場合、さらに、リニアイメージセンサの光電変換特性において非線形性が顕著となる程度にまで原稿からの入力光量が微小となっている場合においても、オフセット電圧やリニアイメージセンサの光電変換特性の非線形性の影響を除去し、画像信号が生成される部分の線形特性を延長して求められる仮想的な黒電圧を０に一致させることができ、除算によって画像信号に含まれているフリッカー成分を除去することができる。
【００１４】
また、本発明の他の画像入力装置においては、前記補正電圧付加部は、前記照明光量信号に前記リニアイメージセンサ及び照明光検出部の光電変換特性の非線形性による影響を打ち消す第１の電圧を付加する第１の電圧付加回路と、前記画像信号に前記第１の電圧とともに前記リニアイメージセンサ及び照明光検出部の光電変換特性の非線形性による影響を打ち消す第２の電圧を付加する第２の電圧付加回路とを有し、前記補正部は、前記第１の電圧が付加された照明光量信号を分母入力とし、前記第２の電圧が付加された画像信号を分子入力として除算を行う除算回路を有している。
【００１５】
本発明によれば、照明光量信号と画像信号の両方にリニアイメージセンサ及び照明光検出部の光電変換特性の非線形性による影響を打ち消す電圧を付加し、電圧が付加された照明光量信号を分母入力とし、電圧が付加された画像信号を分子入力として除算を行うことにより、画像が結像され画像信号が生成される部分の線形特性を延長して求められる仮想的な黒電圧とともに、照明光量検出用に使用されている光電変換素子の線形特性を延長して求められる仮想的な黒電圧をも正確に０に一致させることが可能になり、除算によるフリッカー補正が適切に処理され、検出される照明光量がリニアイメージセンサの非線形性が問題となる明るさであってもフリッカー除去補正を確実に行うことができる。さらに、使用環境が変化しフリッカー検出信号と画像信号とに自然光に起因するオフセット成分のずれが生じる場合でも、フリッカー成分を除去することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の構成を示す透視斜視図である。
【００１７】
図１を参照すると、本発明の画像入力装置は、直線状に微細な受光素子を配列した撮像素子であるリニアイメージセンサ１と、リニアイメージセンサ１に原稿２の画像を結像させるレンズ３と、レンズ３に入射する原稿２の画像をリニアイメージセンサ１の受光素子の配列方向と直角方向に走査する副走査機構４と、リニアイメージセンサ１に原稿２の画像から入射する以外の光が入射しないようにこれらを覆うカバー５と、原稿に照射されるものと同じく上方向から照射される照明光を拡散させつつ取り入れる拡散板６と、この拡散板６から取り込まれた光をリニアイメージセンサ１の画像読み始め側の一部に伝達するプリズム７と、リニアイメージセンサ１に入力する部分画像の領域を移動させるタイミング信号を出力し副走査機構４の走査を制御する走査タイミング制御回路８と、拡散板６から取り込まれた光量レベルを参照して、リニアイメージセンサ１から出力される信号のうち原稿２の画像に対応する部分の信号である画像信号から照明光の変動の影響を無くすよう補正するとともに、さらに、タイミング信号を参照しつつ出力レベルが補正された部分画像を組み合わせ２次元の原稿画像を得る画像処理回路９とを備える画像入力機構部１０と、これらを原稿２から離して支持するためのスタンド部１１とを備えている。
【００１８】
拡散板６は、原稿面に照射される光を検出するためにカバー５上に、原稿２へ光が照射される方向（通常は上向き）を向いて設けられ、その方向を中心とした広い角度範囲からの光を透過する。
【００１９】
スタンド部１１は、画像を入力する間、原稿２と画像入力機構部１０との距離を一定に保持するものであり、原稿２を覆いつくすことがないように少なくとも外部から原稿２の画像に外部からの光が照射される開放型の構成となっている。
【００２０】
次に、本発明の第１の実施形態のフリッカー補正を行う回路構成について図面を参照して説明する。図２は、本発明の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【００２１】
画像処理回路９は、リニアイメージセンサ１から出力される信号から照明光が入射された部分の信号レベルをサンプルホールドするサンプルホールド回路１２と、制御部１５から指示されたオフセット電圧を画像信号に付加して、読み込んだ画像上にフリッカの影響が現れないように画像信号を補正した補正画像信号を出力する画像信号補正回路１３と、補正画像信号を分子入力としサンプルホールド回路から出力されたフリッカー信号を分母入力とする除算回路１４と、画像信号補正回路１３におけるオフセット電圧を指示するオフセット電圧制御信号を出力する制御部１５と、オフセット電圧を決定するプログラムおよびオフセット電圧を決定するために必要なデータを格納するメモリ１６と、さらに、走査タイミング制御回路８からのタイミング信号を参照しつつ出力レベルが補正された部分画像を組み合わせ２次元の原稿画像を出力する画像出力回路１７とを備えている。
【００２２】
リニアイメージセンサ１から出力される信号は、１走査ラインごとに、画像信号が出力される前に読み始め側の最初にプリズム７から入射した光のレベルを示す部分を含んでおり、プリズム７から入射した光のレベルおよび画像信号は蛍光灯などによるフリッカーの影響を受けて１走査ラインごとに変化している。
【００２３】
サンプルホールド回路１２は、照明光が入射された部分の信号レベルをサンプリングし、次のサンプリングまでその電圧レベルをホールドしたフリッカー検出信号を出力する。
【００２４】
画像信号補正回路１３は、電子ボリューム素子（図示せず）を有し、制御部１５からのオフセット電圧制御信号に基づいて、後述の動作によって除算回路からの出力におけるフリッカー成分が最小となるオフセット電圧を画像信号に付加して画像信号を補正する。
【００２５】
除算回路１４は、画像信号補正回路１３から出力された補正された画像信号を、サンプルホールド回路１２から出力されたフリッカー検出信号を分母として除算を行いフリッカー成分が除去された画像信号を出力する。
【００２６】
次に本実施形態の画像信号のフリッカー補正を行うためのオフセット電圧を決定する動作について図面を参照して説明する。
【００２７】
図３は、本発明の第１の実施形態においてオフセット電圧を決定する動作の例を示すフローチャートである。
【００２８】
オフセット制御電圧設定処理を開始すると、まず読み込む対象となる原稿について所定の走査領域の部分がオペレータの入力によって設定される（ステップＳ１）。このとき、原稿面の中央付近であって、画像の濃度が黒でなくしかも原稿面を代表する濃度の部分がオペレータの入力によって設定されるものとしてもよい。また、最初に全体を走査して原稿の濃度を測定しその平均的な濃度の位置を求めてその位置が設定されてもよい。また、原稿の種類を入力して原稿の種類について予め設定されていてもよい。
【００２９】
次に、副走査機構が走査タイミング制御回路８により制御され予め設定された部分副走査領域、すなわち特定の位置の線状の画像がリニアイメージセンサ１に入力されるように副走査機構４を移動する（ステップＳ２）。
【００３０】
次にカウント値ｃを０とし（ステップＳ３）、制御部１５は、部分副走査を行った回数を示すカウント値ｃに対応して画像信号補正回路１３において付加されるオフセット電圧を示すオフセット電圧決定用テーブル（図示せず）を参照して、カウント値ｃに対応して予め定められた画像信号補正回路１３にて付加されるオフセット電圧をそれぞれ設定する（ステップＳ４）。次に原稿２の画像の部分副走査領域の画像データを取得し、制御部１５からのオフセット電圧制御信号に基づいて画像信号補正回路１３において設定されたオフセット電圧が画像信号に付加されて除算回路から出力された画像データをメモリに記憶する。（ステップＳ５）。次に、調整用データのフリッカーの１周期以上の時間に読み込まれる回数ｐ回についてそれぞれ主走査方向のデータをライン単位別に平均化する（ステップＳ６）。次にそのｐ個のライン別平均化データの変動値を計算する（ステップＳ７）。次に、オフセット電圧値と、算出されたフリッカー変動値とを関連づけて記憶する（ステップＳ８）。このときフリッカー変動値とは、原稿中の同濃度の画像に対する画像信号の最高電圧と最低電圧との差を意味する。そして、カウント値ｃが予め定められた値ｒより大きいか判断し（ステップＳ９）、小さければ、カウント値をインクリメントし（ステップＳ１０）、ステップＳ４に戻り、カウント値に基づいてオフセット電圧決定用テーブルを参照して新たなオフセット電圧を設定し、前回と同じ部分副走査領域の画像データを取得しステップＳ５からステップＳ９の処理を繰り返す。そして、画像信号補正回路１３において付加されるオフセット電圧の値をステップ的に変化させつつ、所望の回数ｒに至るまでフリッカー変動値を算出して記憶する。ステップＳ９において、カウント値が所定の回数ｒより大きいときは、記憶されたフリッカー変動値のうち一番小さいものを検索しそのフリッカー変動値に対応するオフセット電圧を、そのときの設置条件において最もフリッカーを低減するオフセット電圧ＶＯとして決定する（ステップＳ１１）。次回、オフセット制御電圧設定処理を行うまで、制御部１５は得られたオフセット電圧に対応するオフセット電圧制御信号によって画像信号補正回路１３のオフセット電圧を指示する。
【００３１】
これらの動作によって、画像信号にオフセット電圧を付加することにより画像信号を生成する領域の光電変換特性の原点のずれを補正してフリッカー変動値を最小とすることができるオフセット電圧を決定することができる。
【００３２】
なお、以上の説明では、読み込む対象となる原稿について所定の走査領域の部分がオペレータの入力によって設定されるものとしたが、画像入力装置内に予め設定されているものとしても構わない。この場合には、オペレータの入力の手間を省く事ができる。
【００３３】
また、以上の説明のように自動的にオフセット電圧を決定する代わりに、画像信号補正回路１３及びフリッカー信号補正回路１９がオフセット量の調整を行うための可変抵抗を有し、手動調整によってオフセット量の調整を行うものとしても、もちろん構わない。
【００３４】
次に画像処理回路９の変形例について説明する。
【００３５】
図４は、本実施形態に係る画像処理回路の第２の例を示すブロック図である。
【００３６】
この例においては、フリッカー検出信号のみにオフセット電圧を付加して補正し、画像信号にはオフセット電圧を付加しない点で第１の例と異なる。
【００３７】
フリッカー信号補正回路１９はオフセット電圧分の電圧を上げることも下げることもできるので相対的に画像信号にオフセットを与えることと等価になり、第１の例と同様に除算回路１４によって画像信号のフリッカー成分を除去することが可能である。
【００３８】
以上説明した第１の実施形態によれば、フリッカー補正のためにリニアイメージセンサに入射する光量が十分ある場合には、フリッカー補正用に使用されている光量範囲の光電変換特性において線形性がほぼ満たされているが、そうでない場合、原稿からの光が弱く、リニアイメージセンサの非線形特性が顕著な領域で画像信号が生成される場合においても、上述の動作に基づいて決定されたオフセット電圧を画像信号に付加することにより、画像が結像され画像信号が生成される部分の線形特性を延長して求められる仮想的な黒電圧を０に一致させることができる。したがって、補正された画像信号においては、照明の変動に比例したフリッカー検出信号の変動と同じ割合で電圧が変動することになり、除算器によるフリッカー補正が適切に処理される。
【００３９】
また、画像信号の代わりにフリッカー検出信号にオフセット電圧を付加する第２の例においても、結果としては同じこととなる。
【００４０】
また、図９に示したノイズとして画像信号に重畳（プラス・マイナス電圧どちらの場合においても）されているオフセット成分をも同時に補正するので、画像信号にオフセット成分が存在していてもフリッカー処理を正常に動作させることができることになる。
【００４１】
次に本発明の第２の実施形態について図面を参照して説明する。
【００４２】
図５は、本発明の第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
【００４３】
第２の実施形態においては、画像信号から分岐されたフリッカー検出信号と画像信号の両方に対してオフセット電圧を付加する点で第１の実施形態と異なる。
【００４４】
次に本発明の第２の実施形態において画像信号及びフリッカー検出信号にそれぞれ付加される２つのオフセット電圧を決定する動作について図面を参照して説明する。
【００４５】
図６は、本発明の第２の実施形態において画像信号及びフリッカー検出信号にそれぞれ付加される２つのオフセット電圧を決定する動作を示すフローチャートである。
【００４６】
全体が黒でない同一濃度のテスト原稿を、ｎ種類（ｎは２以上）用意し、まず第１のテスト原稿を読み込まれる範囲にセットし、オフセット電圧設定動作の開始を指令する（ステップＳ２１）。なお、決定されるオフセット電圧が２つ存在するため、１種類の濃度のみではなく２種類以上の濃度のテスト原稿が必要となる。そして、第１の実施形態のステップＳ１からＳ３の動作を行う。すなわち、読み込む対象となる原稿について所定の走査領域の部分がオペレータの入力によって設定され、副走査機構が走査タイミング制御回路８により制御され予め設定された部分副走査領域の画像がリニアイメージセンサ１に入力されるように副走査機構４を移動し、次にカウント値ｃを０とする（ステップＳ２２）。次に、制御部１５は、部分副走査を行った回数を示すカウント値ｃに対応して画像信号補正回路１３及びフリッカー検出信号補正回路１９において付加される２つのオフセット電圧を示すオフセット電圧決定用テーブル（図示せず）を参照して、カウント値ｃに対応して予め定められたオフセット電圧をそれぞれ設定する（ステップＳ２３）。そして、第１の実施形態のステップＳ５からＳ７の動作を行う。すなわち、テスト原稿の画像の部分副走査領域の画像データを取得し、制御部１５によってそれぞれオフセット電圧が設定された画像信号補正回路１３及びフリッカー検出信号補正回路１９によってオフセット電圧が付加され除算回路１４によって除算された画像データをメモリに記憶し、調整用データのフリッカーの１周期以上の時間に読み込まれる回数ｐについて主走査方向のデータをライン単位別に平均化し、複数のライン別平均化データの変動値を計算する（ステップＳ２４）。次にカウント値ｃと関連づけて、算出されたフリッカー変動値を第１のフリッカー変動値として記憶する（ステップＳ２５）。そして、カウント値ｃが予め定められた値ｒより大きいか判断し（ステップＳ２６）、小さければ、カウント値ｃをインクリメントし（ステップＳ２７）、ステップＳ２３に戻り、カウント値ｃに基づいてオフセット電圧決定用テーブルを参照して新たなオフセット電圧をそれぞれ設定し、前回と同じ部分副走査領域の画像データを取得しステップＳ２３からステップＳ２６の処理を繰り返す。
【００４７】
ステップＳ２６において、カウント値ｃが所定の回数ｒより大きいときは、フリッカー値を測定したテスト原稿が最後のテスト原稿か判断し、すなわち、ｉ＝ｎか判断し（ステップＳ２８）、最後でなければ、次のテスト原稿が読み込まれる範囲にセットされ、動作開始の指令を受け次のテスト原稿による動作を開始し（ステップＳ２９）、ステップＳ２２からステップＳ２８の処理を繰り返す。
【００４８】
ステップＳ２８において最後のテスト原稿と判断した場合は、各濃度の異なるテスト原稿の種類に対してｒ個づつ記憶されたフリッカー変動値のうち、変動値同士を比較して一番小さいものを検索し、そのカウント値ｃに対応する２つのオフセット電圧を、そのときの設置条件において最もフリッカーを低減する画像信号補正用及びフリッカー検出信号補正用のオフセット電圧として決定する（ステップＳ３０）。
【００４９】
これらの動作により、少なくとも２つの濃度についてフリッカー値を確認して最適なオフセット電圧を決定できるので、広い範囲の濃度の原稿に対してフリッカー値を低減することができる。
【００５０】
また、原稿面に照射される光からフリッカーを検出する構成の画像入力装置においては、装置の設置環境によっては日中の使用においては天井灯に加え窓から拡散された光が照射される時間帯と、天井灯のみによって光が照射される時間帯とが存在し、フリッカー検出信号と画像信号とに自然光に起因するオフセット成分のずれが時間帯によって生じる。
【００５１】
しかし、このように昼夜といった使用環境が変化する場合にフリッカー検出信号と画像信号とに自然光に起因するオフセット成分のずれが生じる場合でも、本実施形態においては正確にフリッカー検出信号及び画像信号を補正できるのでフリッカー成分を除去することができる。
【００５２】
なお、以上の説明では同一濃度のテスト原稿をｎ種類（ｎは２以上）用意し、所定の回数ｒ回の測定を行って次のテスト原稿をセットするものとしたが、１枚のテスト原稿にｎ種類の濃度をもつものとしてもよい。この場合には、ステップＳ２２において読み込む対象の濃度にしたがって異なる走査領域が設定される必要があるが原稿セットの手間を省くことができる。
【００５３】
また、スタンド部１１の原稿２のセット部分に近接した位置にｎ種類の濃度の領域を設けて、各領域の画像をｒ回ずつ読み込んでオフセット電圧の設定を行ってもよい。
【００５４】
次に画像処理回路１８の変形例について説明する。
【００５５】
図７は、本実施形態に係る画像処理回路の第２の例を示すブロック図である。
【００５６】
この例では、サンプルホールド回路１２には、リニアイメージセンサ１から出力された画像信号ではなく、画像信号補正回路１３によりオフセット電圧が付加されて補正された補正画像信号が入力される点で第１の例と異なる。
【００５８】
また、本発明の第１及び第２の実施形態に係る画像入力機構部の他の例について説明する。
【００５９】
図８は本発明の第１及び第２の実施形態に係る画像入力機構部の第２の例を示す構成図である。
【００６０】
本実施形態においては、拡散板２６はカバーの上方向ではなく、下方向に向いて設けられ、原稿面から反射してくる光をフリッカー補正の検出に用いる点で第１の例と異なる。すなわち、天井側ではなく原稿面側から光を取得しリニアイメージセンサ１に導くプリズム２７が設けられている。
【００６１】
この画像入力機構部の例においても、リニアイメージセンサの非線形に起因するフリッカー残留成分および回路ノイズによるフリッカー残留成分を除去するためにオフセット電圧を決定する動作も、上述のフローチャートと同じフローチャートにしたがって処理することにより行うことができる。
【００６２】
画像入力機構部の第２の例では低出力時においてフリッカー検出光学経路と画像入力の光学経路が同じなので、実際に原稿を照射する光に応じてフリッカーを検出するので上方向以外の方向から原稿に多くの光が照射される場合にも画像信号に含まれるフリッカー補正を適切に行うことができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、照明光量信号または画像信号にリニアイメージセンサ及び照明光検出部の光電変換特性の非線形性による影響を打ち消す電圧を付加し、照明光量信号又は電圧が付加された照明光量信号を分母入力とし、電圧が付加された画像信号又は前記画像信号を分子入力として除算を行う。
【００６４】
この構成により、原稿からの光が弱く、リニアイメージセンサから十分な電圧の画像信号出力が得られない場合において、ノイズとしてプラス電圧またはマイナス電圧のオフセット電圧がリニアイメージセンサからの画像信号出力に重畳されている場合、さらに、リニアイメージセンサの光電変換特性において非線形性が顕著となる程度にまで原稿からの入力光量が微小となっている場合においても、オフセット電圧やリニアイメージセンサの光電変換特性の非線型の悪影響を除去し、画像信号が生成される部分の線形特性を延長して求められる仮想的な黒電圧を０に一致させることができる。
【００６５】
また、本発明においては、照明光量信号と画像信号の両方にリニアイメージセンサ及び照明光検出部の光電変換特性の非線形性による影響を打ち消す電圧を付加し、電圧が付加された照明光量信号を分母入力とし、電圧が付加された画像信号を分子入力として除算を行う。
【００６６】
この構成により、画像が結像され画像信号が生成される部分の線形特性を延長して求められる仮想的な黒電圧とともに、照明光量検出用に使用されている光電変換素子の線形特性を延長して求められる仮想的な黒電圧をも正確に０に一致させることが可能になり、除算によるフリッカー補正が適切に処理され、検出される照明光量がリニアイメージセンサの非線形性が問題となる明るさであってもフリッカー除去補正を確実に行うことができ、入力画像の画質を向上させることができる。また、昼夜といった使用環境が変化する場合にフリッカー検出信号と画像信号とに自然光に起因するオフセット成分のずれが生じる場合でも、十分満足できる程度にまでフリッカー成分を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示す概略透視斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態においてオフセット電圧を決定する動作の例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る画像処理回路の第２の例を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態においてオフセット電圧を決定する動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る画像処理回路の第２の例を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る画像入力機構部の第２の例を示す構成図である
【図９】非線形を有するリニアイメージセンサの光電変換特性の例を示す図である。
【符号の説明】
１リニアイメージセンサ
２原稿
３レンズ
４副走査機構部
５カバー
６拡散板
７プリズム
８走査タイミング制御回路
９画像処理回路
１０画像入力機構部
１１スタンド部
１２サンプルホールド回路
１３画像信号補正回路
１４除算回路
１５制御部
１６メモリ
１７画像出力回路
１８画像処理回路
１９フリッカー信号補正回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image input apparatus and method for reading characters and images into digital data, and more particularly to a linear image sensor and a sub-scanning mechanism. Scan characters and images by scanning Image input device About.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of image input device, which is generally called an image scanner device, uses a linear image sensor as an image pickup device of an image input mechanism, and a partial scanning image obtained by the linear image sensor by a sub-scanning mechanism. Are sequentially combined in the direction perpendicular to the line and used to input a two-dimensional document image. As this type of image input device, for example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-291259, there is an image input device having a structure in which an image input mechanism section having an image sensor is supported by a stand or the like. In this image input device, the document image surface and the image input mechanism are separated, and no special illumination is performed because of the image scanner device. The illumination of the document surface is performed by natural light or illumination by a fluorescent lamp used for a normal ceiling light. Is secured by However, in this illumination system, when the image capturing speed is increased, the phenomenon that a horizontal stripe line corresponding to the flicker cycle is generated in the image due to the influence of temporal illuminance change (flicker) occurring in the fluorescent lamp or the like. Get offended. Japanese Patent Publication No. 1-19311 discloses a method of reducing an adverse effect due to a change in the amount of illumination light such as flicker.
[0003]
In the device disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-19311, a plate member provided with a reference reflecting portion having an optical density serving as a reference is arranged near a document, and a part of the plate member detects image information from the document, and the remaining portion detects image information from the document. A light receiving element in which a plurality of light receiving units are arranged is arranged such that a part thereof detects illumination information from the reference reflecting unit. The light receiving element is scanned in a direction perpendicular to the arrangement direction, and an image signal and an illumination signal are switched during scanning of one line, and an image signal which is output alternately is obtained. Then, the peak hold circuit controls the AGC circuit so that the level of the illumination signal of the subsequent line is equal to the level of the first illuminance signal existing at the beginning of one line scan, whereby the image signal of each line is controlled. The level is corrected, and an image signal is obtained in which the level change accompanying the change in the brightness of the illumination is removed.
[0004]
However, in an environment in which no special auxiliary illumination is used for an image scanner, output voltages of an illumination light amount detection signal and an image signal are small, and are easily affected by noise.
[0005]
Therefore, an offset component is superimposed on a minute output signal on a sample-and-hold output on which a signal is sampled and held to detect flicker. When the offset component is superimposed on one of the image signal and one of the flicker detection signals, the offset component cannot usually be eliminated by simple division and remains as an effect of flicker.
[0006]
Further, in the method of detecting the irradiation light irradiating the original surface as a flicker elimination signal, the non-linearity of the photoelectric conversion characteristics of the linear image sensor becomes a problem. That is, in the linear image sensor, the output signal corresponding to the brightness does not always correspond linearly, and the non-linear characteristic becomes relatively prominent especially in a dark region where the signal is small. FIG. 9 shows an example of the photoelectric conversion characteristics of the linear image sensor having this nonlinearity.
[0007]
The photoelectric conversion characteristic having the nonlinearity shown by the curve 100 in FIG. 9 is assumed to be a linear photoelectric conversion characteristic curve 101 for a normal brightness in a linear image sensor. It becomes curved and the origin of the linear characteristic shifts, and the sensor output voltage decreases. Further, even when the light amount is 0, the voltage does not become 0 and the photoelectric conversion characteristic has an offset component due to noise superimposed.
[0008]
Here, it is assumed that the illumination light applied to the document is guided to a linear image sensor to detect a flicker component, and the flicker detection light amount fluctuates in a range from L1 to L3. It is assumed that the amount of light for generating a signal varies in a range from L2 to L4. At this time, the sensor output voltage corresponding to the amount of flicker detection light fluctuates in the range from V1 to V3 converted by the substantially linear characteristic, but in the range from L2 to L4, the influence of the deviation of the origin of the linear characteristic is large. The ratio between V2 and V4 is significantly different from the ratio between L2 and L4.
[0009]
Therefore, even if the ratio between L1 and L2 is the same as the ratio between L3 and L4, the ratio between V1 and V2 will be different from the ratio between V3 and V4. That is, the linear relationship corresponding to the brightness is lost between the illumination light amount detection signal and the image signal, and the flicker component is not removed even if the image signal is divided.
[0010]
According to the present invention, when an image is captured by an indirect image scanner, light captured by a linear image sensor from an original image surface is insufficient, and the nonlinearity of the photoelectric conversion characteristics of the linear image sensor becomes remarkable. Noise can be a problem, it is possible to remove the horizontal stripe image due to the flicker phenomenon of the ceiling light satisfactorily, and the image quality of the read image can be improved even when reading images in dark environments and at high speed. To improve.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, an image input device of the present invention includes a linear image sensor that includes a plurality of light receiving elements arranged in a straight line and outputs an image signal of a linear image formed on the light receiving elements. An image forming optical system for forming an image of a linear region on a document on a light receiving element array of the linear image sensor, and moving the linear region formed on the linear image sensor by a linear image sensor. A sub-scanning mechanism that scans the entire image of the document, an illumination light amount detection unit that outputs an illumination light amount signal indicating a voltage corresponding to the amount of illumination of the original, and at least one of the illumination light amount signal and the image signal A correction voltage adding unit that adds a correction voltage for canceling the influence of the nonlinearity of the photoelectric conversion characteristics of the linear image sensor and the illumination light detection unit, and the illumination light amount signal or the And a correcting unit for erasing the voltage change due to variations in illumination light amount of the added corrected voltage image signal or the image signal based on a positive voltage to the additional illumination light quantity signal.
[0012]
The correction voltage adding unit further includes a first voltage adding circuit that adds a first voltage to the illumination light amount signal to cancel an influence of nonlinearity of photoelectric conversion characteristics of the linear image sensor and the illumination light detection unit; The signal having a second voltage adding circuit for adding a second voltage for canceling the influence of the nonlinearity of the photoelectric conversion characteristics of the linear image sensor and the illumination light detection unit to the signal, and the correction unit, A division circuit that performs division by using the illumination light signal or the illumination light signal to which the first voltage is added as a denominator input, and using the image signal to which the second voltage is added or the image signal as a numerator input; .
[0013]
According to the present invention, a voltage for canceling the effect of the nonlinearity of the photoelectric conversion characteristics of the linear image sensor and the illumination light detection unit is added to the illumination light signal or the image signal, and the illumination light signal or the illumination light signal to which the voltage is added is added. As a denominator input, by performing division with the voltage-added image signal or the image signal as the numerator input, when the light from the document is weak and an image signal output of a sufficient voltage cannot be obtained from the linear image sensor, When a plus or minus offset voltage is superimposed on the image signal output from the linear image sensor as noise, the input light amount from the document is further reduced to such a degree that the nonlinearity is remarkable in the photoelectric conversion characteristics of the linear image sensor. Is small, the offset voltage and the photoelectric conversion of the linear image sensor The effect of the non-linearity of the image signal can be eliminated, and the virtual black voltage obtained by extending the linear characteristic of the portion where the image signal is generated can be made equal to 0, and the flicker included in the image signal is obtained by the division. Components can be removed.
[0014]
In another image input device of the present invention, the correction voltage adding unit may include a first voltage for canceling an influence of nonlinearity of photoelectric conversion characteristics of the linear image sensor and the illumination light detection unit on the illumination light amount signal. A first voltage adding circuit for adding, and a second voltage for adding to the image signal, together with the first voltage, a second voltage for canceling an influence of nonlinearity of photoelectric conversion characteristics of the linear image sensor and the illumination light detection unit. A voltage adding circuit, wherein the correction unit performs division using the illumination light amount signal to which the first voltage is added as a denominator input and the image signal to which the second voltage is added as a numerator input. have.
[0015]
According to the present invention, a voltage for canceling the effect of the nonlinearity of the photoelectric conversion characteristics of the linear image sensor and the illumination light detection unit is added to both the illumination light amount signal and the image signal, and the illumination light amount signal to which the voltage is added is input to the denominator. By performing the division using the image signal to which the voltage is added as the numerator input, the virtual black voltage obtained by extending the linear characteristic of the portion where the image is formed and the image signal is generated is obtained, and the illumination light amount detection is performed. It is possible to accurately match the virtual black voltage obtained by extending the linear characteristic of the photoelectric conversion element used for 0 to 0, and the flicker correction by division is appropriately processed and detected. Even when the amount of illumination is a brightness at which the nonlinearity of the linear image sensor becomes a problem, flicker removal correction can be performed reliably. Furthermore, even when the use environment changes and the offset component shifts due to natural light between the flicker detection signal and the image signal, the flicker component can be removed.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the first embodiment of the present invention.
[0017]
Referring to FIG. 1, an image input apparatus according to the present invention includes a linear image sensor 1 which is an image sensor in which fine light receiving elements are linearly arranged, and a lens 3 which forms an image of a document 2 on the linear image sensor 1. A sub-scanning mechanism 4 for scanning the image of the document 2 incident on the lens 3 in a direction perpendicular to the arrangement direction of the light receiving elements of the linear image sensor 1, and light other than light incident on the linear image sensor 1 from the image of the document 2 A cover 5 that covers them so as not to cover them, a diffuser 6 that takes in illumination light radiated from above in the same manner as that illuminated on the original, and a light that is taken in from the diffuser 6 is input to the linear image sensor 1. Of the sub-scanning mechanism 4 which outputs a timing signal for moving the area of the partial image input to the linear image sensor 1 An image signal which is a signal of a portion corresponding to the image of the original 2 in the signal output from the linear image sensor 1 with reference to the scanning timing control circuit 8 for controlling the inspection and the light amount level taken in from the diffusion plate 6. And an image processing circuit 9 that obtains a two-dimensional original image by combining the partial images whose output levels have been corrected with reference to the timing signal, in addition to correcting the influence of variations in illumination light. 10 and a stand 11 for supporting these parts apart from the document 2.
[0018]
The diffusion plate 6 is provided on the cover 5 in a direction in which the document 2 is irradiated with light (usually upward) on the cover 5 to detect light irradiated on the surface of the document, and has a wide angle around the direction. Transmit light from the area.
[0019]
The stand unit 11 keeps the distance between the document 2 and the image input mechanism unit 10 constant while inputting the image, and at least externally applies the image of the document 2 so as not to cover the document 2. It has an open type configuration in which light from the light source is irradiated.
[0020]
Next, a circuit configuration for performing flicker correction according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the first exemplary embodiment of the present invention.
[0021]
The image processing circuit 9 samples and holds a signal level of a portion where illumination light is incident from a signal output from the linear image sensor 1 and adds an offset voltage specified by the control unit 15 to the image signal. An image signal correction circuit 13 for outputting a corrected image signal obtained by correcting the image signal so that the influence of flicker does not appear on the read image; a flicker signal output from the sample and hold circuit using the corrected image signal as a molecular input , A control unit 15 for outputting an offset voltage control signal indicating an offset voltage in the image signal correction circuit 13, a program for determining the offset voltage, and data necessary for determining the offset voltage. From the scanning timing control circuit 8. While referring to the output level of the timing signal and an image output circuit 17 for outputting an original image of the two-dimensional combination of partial image corrected.
[0022]
The signal output from the linear image sensor 1 includes, for each scanning line, a portion indicating the level of light first incident from the prism 7 on the reading start side before the image signal is output. The level of the incident light and the image signal change for each scanning line under the influence of flicker caused by a fluorescent lamp or the like.
[0023]
The sample and hold circuit 12 samples the signal level of the portion where the illumination light is incident, and outputs a flicker detection signal that holds the voltage level until the next sampling.
[0024]
The image signal correction circuit 13 has an electronic volume element (not shown), and based on an offset voltage control signal from the control unit 15, an offset voltage at which a flicker component in an output from the division circuit is minimized by an operation described later. Is added to the image signal to correct the image signal.
[0025]
The division circuit 14 divides the corrected image signal output from the image signal correction circuit 13 using the flicker detection signal output from the sample and hold circuit 12 as a denominator, and outputs an image signal from which a flicker component has been removed.
[0026]
Next, an operation of determining an offset voltage for performing flicker correction of an image signal according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
[0027]
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of an operation for determining an offset voltage in the first embodiment of the present invention.
[0028]
When the offset control voltage setting process is started, a predetermined scanning area portion of an original to be read is set by an operator input (step S1). At this time, a portion near the center of the document surface, where the density of the image is not black and the density representing the document surface may be set by an operator's input. Alternatively, the entire document may be scanned first, the density of the document may be measured, and the position of the average density may be determined to set the position. Alternatively, the type of the document may be input and the type of the document may be preset.
[0029]
Next, the sub-scanning mechanism is controlled by the scanning timing control circuit 8 and moves the sub-scanning mechanism 4 so that a preset partial sub-scanning area, that is, a linear image at a specific position is input to the linear image sensor 1. (Step S2).
[0030]
Next, the count value c is set to 0 (step S3), and the control unit 15 determines an offset voltage indicating the offset voltage added in the image signal correction circuit 13 in accordance with the count value c indicating the number of times of performing the partial sub-scan. With reference to the application table (not shown), the offset voltage added by the image signal correction circuit 13 is set in advance corresponding to the count value c (step S4). Next, the image data of the partial sub-scanning area of the image of the document 2 is acquired, and the offset voltage set in the image signal correction circuit 13 based on the offset voltage control signal from the control unit 15 is added to the image signal, thereby dividing the image signal. Is stored in the memory. (Step S5). Next, the data in the main scanning direction are averaged for each line for the number of times p, which is read during one or more periods of the flicker of the adjustment data (step S6). Next, the fluctuation value of the p averaged data for each line is calculated (step S7). Next, the offset voltage value and the calculated flicker fluctuation value are stored in association with each other (step S8). At this time, the flicker fluctuation value means a difference between the highest voltage and the lowest voltage of the image signal for the same density image in the document. Then, it is determined whether or not the count value c is greater than a predetermined value r (step S9). If the count value is smaller, the count value is incremented (step S10), and the process returns to step S4. , A new offset voltage is set, the image data of the same partial sub-scanning area as the previous time is obtained, and the processing from step S5 to step S9 is repeated. Then, while changing the value of the offset voltage added in the image signal correction circuit 13 in a stepwise manner, the flicker fluctuation value is calculated and stored until the desired number r is reached. In step S9, when the count value is larger than the predetermined number r, the smallest one of the stored flicker fluctuation values is searched, and the offset voltage corresponding to the flicker fluctuation value is set to the maximum value in the installation condition at that time. Is determined as the offset voltage VO for reducing the threshold voltage (step S11). Until the next time, the offset control voltage setting processing is performed, the control unit 15 instructs the offset voltage of the image signal correction circuit 13 by the offset voltage control signal corresponding to the obtained offset voltage.
[0031]
By these operations, by adding an offset voltage to the image signal, the offset of the origin of the photoelectric conversion characteristic of the area where the image signal is generated can be corrected to determine the offset voltage that can minimize the flicker fluctuation value. it can.
[0032]
In the above description, the predetermined scanning area of the document to be read is set by an operator's input. However, it may be set in the image input device in advance. In this case, it is possible to save the operator's input work.
[0033]
Instead of automatically determining the offset voltage as described above, the image signal correction circuit 13 and the flicker signal correction circuit 19 have a variable resistor for adjusting the offset amount, and the offset amount is manually adjusted. Of course, it does not matter if the adjustment is made.
[0034]
Next, a modified example of the image processing circuit 9 will be described.
[0035]
FIG. 4 is a block diagram illustrating a second example of the image processing circuit according to the present embodiment.
[0036]
This example is different from the first example in that the offset voltage is added to only the flicker detection signal and the image signal is corrected, and the offset voltage is not added to the image signal.
[0037]
Since the flicker signal correction circuit 19 can increase or decrease the voltage of the offset voltage, it is equivalent to relatively giving an offset to the image signal, and the flicker of the image signal is performed by the division circuit 14 as in the first example. It is possible to remove components.
[0038]
According to the first embodiment described above, when the amount of light incident on the linear image sensor for flicker correction is sufficient, the linearity of the photoelectric conversion characteristics in the light amount range used for flicker correction is almost zero. However, if the image signal is generated in an area where the light from the original is weak and the nonlinear characteristic of the linear image sensor is remarkable, the offset voltage determined based on the above operation is satisfied. By adding to the image signal, the virtual black voltage obtained by extending the linear characteristic of the portion where the image is formed and the image signal is generated can be made equal to zero. Therefore, in the corrected image signal, the voltage fluctuates at the same rate as the fluctuation of the flicker detection signal in proportion to the fluctuation of the illumination, and the flicker correction by the divider is appropriately processed.
[0039]
Also, in the second example in which the offset voltage is added to the flicker detection signal instead of the image signal, the same result is obtained.
[0040]
Further, since the offset component superimposed on the image signal (in either case of plus or minus voltage) as the noise shown in FIG. 9 is also corrected at the same time, the flicker processing is performed even if the offset component exists in the image signal. It can be operated normally.
[0041]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0042]
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the second exemplary embodiment of the present invention.
[0043]
The second embodiment is different from the first embodiment in that an offset voltage is added to both the flicker detection signal and the image signal branched from the image signal.
[0044]
Next, an operation for determining two offset voltages respectively added to the image signal and the flicker detection signal in the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0045]
FIG. 6 is a flowchart showing an operation for determining two offset voltages respectively added to the image signal and the flicker detection signal in the second embodiment of the present invention.
[0046]
N types (n is 2 or more) of test documents of the same density that are not entirely black are prepared, first set in a range where the first test document is read, and a command to start an offset voltage setting operation is issued (step S21). Since there are two offset voltages to be determined, test originals having not only one density but also two or more densities are required. Then, the operations of steps S1 to S3 of the first embodiment are performed. That is, a predetermined scanning area portion of the original to be read is set by an operator's input, and the sub-scanning mechanism is controlled by the scanning timing control circuit 8 so that the image of the preset partial sub-scanning area is sent to the linear image sensor 1. The sub-scanning mechanism 4 is moved so as to be input, and then the count value c is set to 0 (step S22). Next, the control unit 15 performs offset voltage determination for indicating two offset voltages added in the image signal correction circuit 13 and the flicker detection signal correction circuit 19 corresponding to the count value c indicating the number of times of performing the partial sub-scanning. Referring to a table (not shown), predetermined offset voltages are set corresponding to the count values c (step S23). Then, the operations of steps S5 to S7 of the first embodiment are performed. That is, the image data of the partial sub-scanning area of the image of the test document is acquired, and the offset voltage is added by the image signal correction circuit 13 and the flicker detection signal correction circuit 19 to which the offset voltage is set by the control unit 15, and the division circuit 14 is added. The data in the main scanning direction are averaged for each line for the number of times p read during one or more periods of the flicker of the adjustment data in the memory, and the variation of the averaged data for a plurality of lines is obtained. A value is calculated (step S24). Next, the calculated flicker fluctuation value is stored as the first flicker fluctuation value in association with the count value c (step S25). Then, it is determined whether or not the count value c is greater than a predetermined value r (step S26). If the count value c is smaller, the count value c is incremented (step S27), and the process returns to step S23 to determine the offset voltage based on the count value c. A new offset voltage is set with reference to the application table, image data of the same partial sub-scanning area as the previous time is obtained, and the processing from step S23 to step S26 is repeated.
[0047]
When the count value c is larger than the predetermined number r in step S26, it is determined whether the test document whose flicker value is measured is the last test document, that is, whether i = n is determined (step S28). Is set in a range where the next test document is read, an operation start instruction is received, the operation based on the next test document is started (step S29), and the processing from step S22 to step S28 is repeated.
[0048]
If it is determined in step S28 that the test document is the last test document, among the r types of flicker variation values stored for each type of test document having different densities, the variation values are compared to find the smallest one. The two offset voltages corresponding to the count value c are determined as the offset voltages for the image signal correction and the flicker detection signal correction that minimize the flicker under the installation conditions at that time (step S30).
[0049]
By these operations, the optimal offset voltage can be determined by checking the flicker value for at least two densities, so that the flicker value can be reduced for a document having a wide range of densities.
[0050]
Further, in an image input apparatus configured to detect flicker from light applied to a document surface, depending on the installation environment of the apparatus, in use during daytime, in addition to a ceiling light, a time period during which light diffused from a window is applied is applied. And a time zone in which light is emitted only by the ceiling light, and a shift of an offset component caused by natural light occurs between the flicker detection signal and the image signal depending on the time zone.
[0051]
However, even if the flicker detection signal and the image signal are offset from each other due to natural light when the usage environment changes, such as day and night, the present embodiment accurately corrects the flicker detection signal and the image signal. As a result, flicker components can be removed.
[0052]
In the above description, n types (n is 2 or more) of test documents of the same density are prepared, the measurement is performed a predetermined number of times r, and the next test document is set. May have n kinds of concentrations. In this case, it is necessary to set different scanning areas according to the density of the object to be read in step S22, but it is possible to save time and effort for setting the original.
[0053]
Alternatively, an n-type density area may be provided at a position close to the set portion of the document 2 on the stand unit 11, and the image of each area may be read r times to set the offset voltage.
[0054]
Next, a modified example of the image processing circuit 18 will be described.
[0055]
FIG. 7 is a block diagram illustrating a second example of the image processing circuit according to the present embodiment.
[0056]
In this example, the sample-and-hold circuit 12 is input not with the image signal output from the linear image sensor 1 but with the corrected image signal to which the offset voltage is added by the image signal correction circuit 13 and corrected. Is different from the example.
[0058]
Another example of the image input mechanism according to the first and second embodiments of the present invention will be described.
[0059]
FIG. 8 is a configuration diagram illustrating a second example of the image input mechanism unit according to the first and second embodiments of the present invention.
[0060]
The present embodiment differs from the first example in that the diffuser plate 26 is provided not downward but upward of the cover, and uses light reflected from the document surface for flicker correction detection. That is, the prism 27 is provided to acquire light from the document surface side and guide the light to the linear image sensor 1 instead of the ceiling side.
[0061]
In the example of the image input mechanism, the operation of determining the offset voltage to remove the flicker residual component due to the non-linearity of the linear image sensor and the flicker residual component due to the circuit noise is also performed according to the same flowchart as the above-described flowchart. Can be performed.
[0062]
In the second example of the image input mechanism, since the flicker detection optical path and the image input optical path are the same at the time of low output, flicker is detected in accordance with the light actually illuminating the original. Even when a lot of light is irradiated, flicker correction included in the image signal can be appropriately performed.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, a voltage for canceling the effect of the nonlinearity of the photoelectric conversion characteristics of the linear image sensor and the illumination light detection unit is added to the illumination light signal or the image signal, and the illumination light signal or the voltage is added. The obtained illumination light amount signal is used as a denominator input, and division is performed using the image signal to which a voltage is added or the image signal as a numerator input.
[0064]
With this configuration, when the light from the original is weak and an image signal output of a sufficient voltage cannot be obtained from the linear image sensor, a positive voltage or a negative voltage offset voltage is superimposed on the image signal output from the linear image sensor as noise. In addition, even when the input light amount from the document is very small to the extent that the nonlinearity is remarkable in the photoelectric conversion characteristics of the linear image sensor, the offset voltage and the photoelectric conversion characteristics of the linear image sensor can be reduced. The virtual black voltage required by removing the adverse effect of the nonlinearity and extending the linear characteristic of the portion where the image signal is generated can be made equal to zero.
[0065]
Further, in the present invention, a voltage for canceling the effect of the nonlinearity of the photoelectric conversion characteristics of the linear image sensor and the illumination light detection unit is added to both the illumination light amount signal and the image signal, and the illumination light amount signal to which the voltage is added is denominated. As an input, division is performed using an image signal to which a voltage is added as a numerator input.
[0066]
With this configuration, the linear characteristic of the photoelectric conversion element used for detecting the amount of illumination light is extended along with the virtual black voltage obtained by extending the linear characteristic of the portion where the image is formed and the image signal is generated. It is also possible to accurately match the virtual black voltage obtained by the above to 0, the flicker correction by division is appropriately processed, and the detected illumination light amount is the brightness at which the nonlinearity of the linear image sensor becomes a problem. Even in this case, the flicker removal correction can be reliably performed, and the image quality of the input image can be improved. Further, even when the use environment changes such as day and night, even if the offset component is shifted from the flicker detection signal and the image signal due to natural light, the flicker component can be removed to a sufficiently satisfactory degree.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of an operation of determining an offset voltage in the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a second example of the image processing circuit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of determining an offset voltage in the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a second example of the image processing circuit according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram showing a second example of the image input mechanism unit according to the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a photoelectric conversion characteristic of a linear image sensor having nonlinearity.
[Explanation of symbols]
1 linear image sensor
2 manuscript
3 lens
4 Sub-scanning mechanism
5 Cover
6 Diffusing plate
7 Prism
8 Scan timing control circuit
9 Image processing circuit
10. Image input mechanism
11 Stand part
12 Sample hold circuit
13 Image signal correction circuit
14 Division circuit
15 Control part
16 memory
17 Image output circuit
18 Image processing circuit
19 Flicker signal correction circuit

Claims

A linear image sensor comprising a plurality of light receiving elements arranged in a straight line, and outputting an image signal of a linear image formed by using a part of the plurality of light receiving elements for an image signal,
An imaging optical system that forms an image of a linear region on a document on an image signal light receiving element array of the linear image sensor;
A sub-scanning mechanism that moves the linear region of the original image formed on the linear image sensor and scans the entire original by the linear image sensor;
An illumination light amount detection unit that outputs output signals of some other elements of the plurality of light receiving elements of the linear image sensor as an illumination light amount signal indicating a voltage corresponding to the amount of illumination of the document.
A correction voltage adding unit that adds, as a second voltage, a correction voltage for canceling the effect of the nonlinearity of the photoelectric conversion characteristic of the linear image sensor to the image signal;
A correction unit that eliminates a voltage change due to a change in illumination light amount of the image signal to which the correction voltage is added based on the illumination light amount signal,
The image input device, wherein the correction unit includes a division circuit that performs division by using the illumination light amount signal as a denominator input and using the image signal to which the correction voltage is added as a numerator input.

A linear image sensor comprising a plurality of light receiving elements arranged in a straight line, and outputting an image signal of a linear image formed by using a part of the plurality of light receiving elements for an image signal,
An imaging optical system that forms an image of a linear region on a document on an image signal light receiving element array of the linear image sensor;
A sub-scanning mechanism that moves the linear region of the original image formed on the linear image sensor and scans the entire original by the linear image sensor;
An illumination light amount detection unit that outputs output signals of some other elements of the plurality of light receiving elements of the linear image sensor as an illumination light amount signal indicating a voltage corresponding to the amount of illumination of the document.
A correction voltage adding unit that adds, as the first voltage, a correction voltage for canceling the effect of the nonlinearity of the photoelectric conversion characteristic of the linear image sensor to the illumination light amount signal;
A correction unit that eliminates a voltage change due to a change in the illumination light amount of the image signal based on the illumination light amount signal to which the correction voltage has been added,
The image input device, wherein the correction unit includes a division circuit that performs a division by using an illumination light amount signal to which the correction voltage is added as a denominator input and the image signal as a numerator input.

A linear image sensor comprising a plurality of light receiving elements arranged in a straight line, and outputting an image signal of a linear image formed by using a part of the plurality of light receiving elements for an image signal,
An imaging optical system that forms an image of a linear region on a document on an image signal light receiving element array of the linear image sensor;
A sub-scanning mechanism that moves the linear region of the original image formed on the linear image sensor and scans the entire original by the linear image sensor;
An illumination light amount detection unit that outputs output signals of some other elements of the plurality of light receiving elements of the linear image sensor as an illumination light amount signal indicating a voltage corresponding to the amount of illumination of the document.
A correction voltage adding unit that adds, to the illumination light amount signal and the image signal, a correction voltage for canceling an influence of nonlinearity of a photoelectric conversion characteristic of the linear image sensor as a first or second voltage, respectively;
A correction unit that eliminates a voltage change due to a change in illumination light amount of the image signal to which the correction voltage has been added, based on the illumination light amount signal to which the correction voltage has been added,
The image input device, wherein the correction unit includes a division circuit that performs a division by using an illumination light amount signal to which the correction voltage is added as a denominator input and an image signal to which the correction voltage is added as a numerator input.

The first voltage is set to multiple stages, the voltage variation of each of the corrected image signal for the voltage setting output from the divider circuit reads a plurality of times an image of a predetermined position of the document 4. The image input device according to claim 2, further comprising: a voltage setting unit that calculates a voltage setting that minimizes the voltage fluctuation amount and determines the first voltage. 5.

The first and second voltages are set in a plurality of stages, and an image at a predetermined position of the document is read a plurality of times for each voltage setting, and the corrected image signal output from the division circuit is output. 4. The image input device according to claim 3, further comprising a voltage determination unit that calculates a voltage variation amount, obtains a voltage setting that minimizes the voltage variation amount, and determines the first and second voltages. 5. apparatus.

The first and second voltages are set at a plurality of levels for each of the two or more density images of the document, and a plurality of images at predetermined positions of the document are set for each voltage setting. The voltage reading of the corrected image signal output from the division circuit by reading the number of times is calculated, and a voltage setting that minimizes a plurality of voltage fluctuations corresponding to the plurality of types of densities is obtained. The image input device according to claim 3, further comprising a voltage determination unit that determines the voltage of (2).

7. The voltage determination unit according to claim 6, wherein the voltage determination unit sets an area that is not black among the plurality of types of densities, reads an image of the area, and determines the first and second voltages. 8. Image input device.

Wherein the second voltage is set to multiple stages, the voltage variation of each of the previously plurality of times an image of a defined position Loading corrected image signal outputted from the division circuit of the document with respect to voltage setting 4. The image input device according to claim 1, further comprising: a voltage determination unit that calculates a voltage setting that minimizes the voltage fluctuation amount, and determines the second voltage. 5.